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STC32G12K128是宏晶公司新推出的基于80251 CPU架构的32位单片机，使用Keil的C251进行代码编译和程序调试。由于80251CPU比8051CPU新增加了两个关键的SFR寄存器“DPXL”和“SPH”，前者将8051的“MOVX”指令的地址范围从16位扩展到了24位，后者将8051。的堆栈指令“PUSH”和“POP”的堆栈空间从8位扩展到了16位。 在标准的Intel 8xC251SA/SB/SQ/SP系列单片机中，它们的定义为（见头文件：$include (reg251s.inc)）： sfrDPXL = 0x84; sfrSPH = 0xBE; 但对于STC32G12K128单片机，它们的定义为： sfrDPXL = 0x84; sfrSPH = 0x85; 显然“SPH”的地址是不同的，同时在STC32G的技术手册中“DPXL”的复位值为“00”与Intel的“01”不同。因此一些从8051架构的8位单片机向32位单片机过渡的编程者在学习了解STC32G单片机的过程中产生了一些疑惑，主要集中在下两个问题上： 第一个问题：STC32G的“SPH”的SFR地址与标准的80251不同，是否影响程序的运行，是否影响DEBUG的结果？ 第二个问题：STC32G的“SPH”和“DPXL”的硬件加电时的“初值”是否影响程序的正常运行？ 笔者认为产生这两个问题的根源在于不了解STC32G单片机的Keil C251引导过程，以为80251CPU硬件与Keil C251编译器软件是深度捆绑的，其实不是。本文将对C251的引导过程进行分析，给出这两个问题的答案。 （1）Keil C251编译器并不与80251的SFR寄存器地址进行捆绑。下图为一个最简单的C251程序和编译效果： 在这个程序里，没有加入任何SFR定义的头文件，结果C251编译器将所有这些80251的SFR（包括8051的SP）都认定是未知的，产生严重编译错误。 结论：Keil的C251编译器并没有绑定任何SFR寄存器地址（也包括标准的Intel的80251CPU的SFR地址），因此编程者只需要针对自己实际使用的单片机，包含对应该单片机的SFR地址定义的头文件，C251编译器就能产生正确的编译结果。
（2）C251引导过程对“DPXL”的设置。下图是C251从地址FF:0000加电复位的开始程序： 从中可以看到引导程序一开始第188行就是设置“DPXL”.然后是对以“EDATALEN”为顶的EDATA区域进行清零，由于WR8循环一直递减到0，因此EDATA区域包括的IDATA区域被清零了。 再然后就是对XDATA区域清零。由于前面已经设置了“DPXL”了，所以第202行的“MOVX”指令能够正确地对XDATA区域进行赋值操作。
第188行的段值“?C?XDATASEG”是由C251的编译环境给出的。项目的目标属性选项页如下： 如果下面的扩展存储器选项框中对RAM区域有设置话，就从中计算出XDATA区域的段值赋值给常数“?C?XDATASEG”，如果用户没有对RAM区域进行设置，就将常数“?C?XDATASEG”确定为缺省值“01”。 结论：不管STC32G单片机复位时“DPXL”的值是多少，C251在引导程序的一开始就进行了正确的设置，保证了以后程序的正确运行。 （3）知识点：Keil的C251编译器除了在这里设置“DPXL”的值外，以后不会再改变它的值，这样就保证了整个程序对XDATA区域定义的一致性。或者说除非用户故意（比如用DPXL=0这样的语句），C251对任何C语言程序的编译结果和库函数都不包含改变“DPXL”SFR值的内容。因此如果用户在自己的程序中改变了“DPXL”的值，应该及时保留和恢复它的值。
（4）C251引导过程对“SPX”的设置。下图是引导程序的最后部分： 图中第235行程序“MOV DR60,#WORD0(?STACK-1)”使用80251的对32位寄存器的低16位用立即数赋值的指令，直接对DR60的低16位SPX堆栈指针赋值。由于引导程序是一次性地直接给16位的堆栈指针赋值，不是分别对SPX的高低8位部分“SPH”和“SP”赋值，因此无论STC32G将“SPH”的SFR地址映射在什么地方，使用C251编译器，都能正确地设置堆栈，不会影响编译结果的正确性。 同时，除非用户指定，C251编译器产生的代码只会对整个“DR60”进行操作，不会也不能对16位的寄存器SPX进行操作，当然也更不会对8位的寄存器“SPH”和“SP”进行单独的操作。 PS:按照C251这个神操作，不但是“SPH”，甚至连“SP”映射在什么地方都无所谓了。 重要提示：在进行DEBUG分析程序时，必须要看整个16位指针的SPX的值，不要分别只看SP和SPH两个8位的值。 （5）对于80251CPU，堆栈是向上增长的。SPX的初始值等于堆栈段“?STACK”区域的首地址。从前面程序的第171行到第174行可以看到堆栈段位于EDATA区域，长度缺省位100H字节。 根据C251的内存分配原则，堆栈段是在EDATA空间中最后一个分配的。如果用户没有自己定义EDATA变量，库函数也没有使用EDATA变量，那么堆栈段从地址“08H”开始（SPX=07H），绕开了R0～R7的DATA地址。 由于80251的寄存器有自己专用的“寄存器空间”，将堆栈位于08H开始的EDATA空间后，寄存器操作与堆栈操作就不会互相影响了。 （6）本文C251引导程序是Keil给出的针对“Intel 8xC251SA”CPU的“START251.A51”文件，它与C51引导程序最大的不同是没有对“PSW”和“PSW1”进行初始化设置。
这意味着C251编译器将C语言编译为机器码时，使用“纯80251指令”，即使对8位寄存器的操作，也只使用“R0～R15”的80251指令，不使用8051的依赖寄存器页映射的指令。 下面是本文范例的程序： | 
发表于 2023-8-7 01:33:25
